JPH08328444A

JPH08328444A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH08328444A
Application number: JP7134180A
Authority: JP
Inventors: Manabu Takano; 学高野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-05-31
Filing date: 1995-05-31
Publication date: 1996-12-13

Abstract

(57)【要約】【目的】感光ドラム表面の帯電ムラをなくして、ゴース
トや白ポチをぼうしする。【構成】感光ドラム１を回転させ、１次帯電器２のＤＣ
成分によって、感光ドラム１表面を一様に帯電する。レ
ーザー３の露光に先立ち、前処理時間Ａ中に、感光ドラ
ム１の１周分以上、レーザー３を点灯させる。この部分
は、現像器４による現像は行わないようにする。レーザ
ー３の点灯により、露光を受けない暗部電位を一様に低
下させることができるとともに、露光を受ける明部電位
を均すことができる。これにより、帯電ムラを防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気信号化された画像
情報に基づいて像露光を行う露光手段を備えた画像形成
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に、従来のレーザビームプリンタ
（画像形成装置）の概略構成を示す。

【０００３】同図に示すレーザビームプリンタは、像担
持体としてドラム状の感光体（以下「感光ドラム」とい
う）１を備えている。感光ドラム１は、矢印Ｒ１方向に
回転自在に支持されており、表面が矢印Ｒ１方向に無端
移動する。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿
って順に、１次帯電器（帯電手段）２、露光手段３、現
像器（現像手段）４、転写帯電器（転写手段）５、クリ
ーナ６が配設されている。また、転写材の搬送方向（矢
印Ｋ１方向）についての感光ドラム１の下流側には、定
着器７が配設されている。そして、転写材を給搬送する
給搬送手段８としては、給紙カセット８１、給紙ローラ
８２、レジストローラ８３等が備えられている。

【０００４】さらに、上述の露光手段３については、信
号の伝達方向の上流側から順に、インターフェイスコン
トローラ３１、レーザー駆動回路３２、レーザーダイオ
ード３３、コリーメータレンズ３４、ポリゴンミラー３
５、ｆ・θレンズ３６、反射ミラー３７等が配置されて
いる。

【０００５】上述のＣＰＵ５０は、レーザー駆動回路３
２および現像器４に接続されており、これにより、図２
のレーザー３、現像器４を後述のように駆動制御する。

【０００６】ホストコンピュータ（不図示）から送られ
てくる画像情報、すなわち電気信号化された文字等の画
像情報は、インターフェイスコントローラ３１に入力さ
れ、信号処理される。この出力によりレーザー駆動回路
３２が駆動され、これに従ってレーザーダイオード３３
が適宜にレーザ光を発光する。レーザ光はコリーメータ
レンズ３４によって集光され、回転するポリゴンミラー
３５上に投射された後、ｆ・θレンズ３６や、ポリゴン
ミラー３５の面倒れを補正する光学系（不図示）および
反射ミラー３７を介して、感光ドラム１上を、その回転
軸方向（感光ドラム１表面の母線方向）に沿って走査し
ながら照射する。感光ドラム１は１次帯電器２によって
表面が一様に帯電された後、上述のレーザ光の照射を受
ける。感光ドラム１上の電荷のうち、レーザ光が照射さ
れた部分の電荷は減衰し、照射されない部分の電荷は残
留するので、レーザーダイオード３３のオン／オフに応
じた静電潜像が感光ドラム１上に形成される。

【０００７】次いで、感光ドラム１の矢印Ｒ１方向への
回転に伴い、感光ドラム１上の静電潜像は、現像器４の
現像スリーブ４ａ表面に担持された現像剤（トナー）が
付着され、トナー像として顕像化（現像）される。一
方、給紙カセット８１から給紙ローラ８２によって１枚
ずつ取り出された紙等の転写材（不図示）は、レジスト
ローラ８３でタイミングを合わせるようにして感光ドラ
ム１に接触し、転写帯電器５によって感光ドラム１上の
トナー像が転写される。トナー像転写後の転写材は、表
面のトナー像が定着器７によって定着された後、装置本
体（不図示）外部に排出される。一方、トナー像転写後
の感光ドラム１は、表面に残った転写残トナーがクリー
ナ６によって除去され、次の画像形成に供される。

【０００８】上述のレーザビームプリンタにおいて主要
な工程を行う各種機器は、プリントスタート信号によ
り、図６に示すシーケンスチャートに基づいて作動す
る。これを簡単に説明する。 (1) 感光ドラム１は、プリント（画像形成）スタート信
号とともに回転を始め、所要枚数のプリント終了後に停
止する。 (2) １次帯電器２は、ＡＣ成分、ＤＣ成分ともプリント
スタート信号とともに帯電を開始し、感光ドラム１の回
転停止に先立って帯電を停止する。 (3) 露光手段３（以下適宜「レーザー３」という）のレ
ーザーダイオード３３は、プリントスタート信号により
回転をスタートした感光ドラム１が前処理時間Ａを経過
した後に、画像信号に応じて発光を開始する。このレー
ザーダイオード３３は画像の存在する部分で発光し、画
像の再現性に優れたイメージ露光を行い、例えば、１ペ
ージ目と２ページ目というように、次のページに画像の
書き込みが開始されるページ間時間Ｂ、および最終ペー
ジの書き込みが終了した後の後処理時間Ｃの間は発光を
行わない。

【０００９】なお、上述の前処理時間Ａとは、感光ドラ
ム１に対するレーザー３による画像書き込み開始前をい
い、またページ間時間Ｂとは、複数の転写材に画像形成
する場合の転写材間をいい、さらに後処理時間とは、感
光ドラム１に対するレーザー３による画像書き込み終了
後をいうものとする。 (4) 現像器４は、レーザーダイオード３３で書き込こま
れた感光ドラム１上の潜像部分に応じて駆動される。駆
動方法としては、現像スリーブ４ａの回転をオン／オフ
する、あるいは現像スリーブ４ａに印加される現像バイ
アスを、現像するバイアスと現像しないバイアスとで切
り換える等の方法が挙げられ、いずれの方法でも良い。
現像方式は、感光ドラム１表面のうち、レーザーダイオ
ード３３によってイメージ露光がなされて電荷が減衰し
た部分にトナーを付着させる、いわゆる反転現像方式を
用いる。そして、各プリントページ部の前後若干部分と
ページ間においても現像器４は駆動される。 (5) 転写帯電器５は、感光ドラム１の回転スタートとと
もにスタートし、最終ページの転写工程が完了した後、
感光ドラム１の回転停止に先立って停止する。

【００１０】なお、現像器４と転写帯電器５の点線は、
転写材を示している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
画像形成装置（レーザビームプリンタ）において、感光
ドラム１表面（以下適宜「ドラム面」という）に画像露
光を行った場合、ドラム面のうち、現像されトナーが付
着された部分（以下「現像部位」という）は転写時のプ
ラスバイアスの影響を受けにくい。逆に、現像後トナー
が付着されない部分（以下「非現像部位」という）は転
写時のプラスバイアスの影響を受けやすい。そして、転
写材として、例えばＡサイズ等の普通紙に印字する場
合、１枚のプリントであっても感光ドラム１は数周回転
するため、感光ドラム１の１周目の現像部位は、非現像
部位に比べて、次の２周目で暗部電位が高くなってしま
う。この状態で画像露光を行うと現像部位の明部電位が
減衰しにくくなり、１周目の現像部位、すなわち１周目
で静電潜像が形成された部分が２周目で薄くなってしま
う現象、いわゆるゴーストが発生するという問題があ
る。

【００１２】また、画像形成装置の小型化、低コスト化
を図るべく、１次帯電で接触方式の直流電圧印加のＤＣ
帯電を行った場合には、ＡＣ印加時のような電位のなら
し効果が薄れ、ドラム面を局所的に過剰帯電してしまい
帯電ムラが発生する場合がある。この状態で静電潜像の
形成して現像を行うと、例えば１ドット２スペース等の
ハーフトーン画像を形成したときに、この画像上に、上
述の帯電のムラによる白ポチが発生してしまうという問
題がある。

【００１３】そこで、本発明は、ゴーストおよび白ポチ
の発生をなくして良質の画像を形成することができる画
像形成装置を提供することを目的とするものである。

【００１４】さらに、図６に示すように、感光ドラム１
の前回転中に、レーザー３の前処理時間Ａ領域におい
て、レーザー３の電流量と発光量との相関関係の測定を
行うことがあるが、この場合に、測定時の光メモリが後
の画像上に現われるのを防止することを他の目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上述事情に鑑
みてなされたものであって、表面が無端移動する感光体
と、該感光体表面に接触配置した帯電部材に直流電圧を
印加して前記感光体表面を帯電させる帯電手段と、画像
情報に基づいて前記感光体表面を露光し静電潜像を形成
する露光手段と、前記静電潜像にトナーを付着させてト
ナー像を形成する現像手段と、前記感光体上のトナー像
を転写材上に転写する転写手段とを備えた画像形成装置
において、画像形成時以外の所定のタイミングで、前記
露光手段を前記感光体表面の１周分以上点灯させる制御
手段を備え、該制御手段は、前記露光手段の点灯によっ
て露光された前記感光体上の露光領域が、前記現像手段
に対向する現像位置を通過中は前記現像手段を非動作状
態に制御することを特徴とする。

【００１６】この場合、前記画像形成時以外の所定のタ
イミングを、前記感光体に対する前記露光手段による画
像情報の書き込み開始前と、前記感光体に対する前記露
光手段による画像情報の書き込み終了後と、複数の転写
材に画像形成する場合の転写材間とのうちの少なくとも
１つであるようにすることができる。

【００１７】また、前記現像手段の非作動状態を、前記
現像手段の現像バイアスを非現像状態にすることで作り
出すことができる。

【００１８】さらに、前記現像手段の非作動状態を、前
記現像手段の現像部材前記現像位置から離間させること
によって実現してもよい。

【００１９】次に、前記制御手段は、前記露光手段を画
像露光時の印字部に対応する発光量とバックグランド部
に対応する発光量とを持つように制御するようにしても
よい。

【００２０】

【作用】以上構成に基づき、露光手段を感光体表面の１
周分以上点灯させることにより、感光体表面全体を露光
することができ、これにより、露光を受けない暗部電位
を一様に低下させることができるとともに、露光を受け
る明部電位を均すことができる。

【００２１】

【実施例】以下、図面に沿って、本発明の実施例につい
て説明する。〈実施例１〉図１は、本発明に係る実施例１の画像形成
装置の概略構成を示し、また、図２は、画像形成装置の
主要機器の動作を示すシーケンスチャートを示す。

【００２２】図１、図２に示す本実施例の画像形成装置
と、図５、図６に示す従来の画像形成装置との相違点
は、本実施例では図１に示すＣＰＵ（制御手段）５０に
よって、レーザー３、現像器４を、図２に示すように駆
動制御した点である。以下、これらの点を中心に、本実
施例について説明する。

【００２３】図２に示すように、ＣＰＵ５０は、プリン
ト信号入力から画像露光をするまでの前処理時間Ａにお
いて感光ドラム１が１周分以上露光されるように、レー
ザー３を駆動制御する。

【００２４】一方、ＣＰＵ５０は、現像器４を、露光さ
れた感光ドラム１の前処理部の後端が現像位置を通過し
終るまでは現像を行うことができないように制御する。
例えば、現像バイアスを非現像状態にしたり、現像スリ
ーブ４ａを感光ドラム１に対する現像位置から離間させ
たりすることで、現像器４が現像不能な状態となるよう
にする。

【００２５】さらにＣＰＵ５０は、画像情報の書き込み
領域に応じて現像バイアスを現像状態にしたり、現像ス
リーブ４ａを現像位置に復帰させたりして、現像器４が
感光ドラム１上の静電潜像を現像することができる状態
にする。

【００２６】このように、前処理時間Ａにおいて、感光
ドラム１表面を、画像情報の書き込みを行うレーザー３
によって露光するので、暗部電位を一様に低下させるこ
とができ、一方、明部電位を均すことができゴーストの
発生を抑えることができる。

【００２７】また、本実施例のような接触方式の直流電
圧印加のＤＣ帯電は、ＡＣ印加時と異なり馴らし効果が
薄れるため、局所的に過剰帯電されて帯電ムラが発生し
やすい。例えば、１ドット２スーペス等のハーフトーン
画像上に、この帯電ムラによる白ポチが発生する場合が
ある。この現象は通紙中などで転写に印加する電圧が１
次帯電と逆極性の場合は転写バイアスにより１次帯電の
過剰帯電がなされ、画像としては目立たなくなる。しか
し、前処理時間Ａなどのように感光ドラム１と転写ロー
ラ（転写帯電器）５とが直接接触してしまう場合は、転
写による感光ドラム１のメモリを防ぐためや転写ローラ
５のトナー汚れを清掃するために、１次帯電と同極性も
しくは０Ｖ付近のバイアスが転写時に印加されされてい
る。このため、前処理時間Ａの直後に静電潜像の現像が
行われるプリント１枚目の転写材先端部において、１次
帯電のムラによる白ポチが顕著に現われる。

【００２８】しかし、本実施例では前処理時間Ａで感光
ドラム１をレーザー３により露光するため、１次帯電の
局所的な帯電ムラを一様に均すことができ、帯電のムラ
による白ポチの発生を抑えることができる。

【００２９】次に、本出願人が行った実験について述べ
る。

【００３０】有機半導体（ＯＰＣ）を用いた感光ドラム
１（直径２５ｍｍ）を周速２５ｍｍ／sec で回転させ、
暗部電位−６００Ｖを得るようにし、レーザー３は波長
７８０ｎｍ、定格５ｍＷのものを用い、前処理時間Ａを
５sec 、ページ間時間Ｂを３．５sec 、後処理時間Ｃを
５sec とし、レーザー３を前処理部に１．５ｍＷの出力
で発光させ、感光ドラム１表面に２．７μＪ／cm² の露
光量を与え、感光ドラム１の表面電位が−１００Ｖとな
るようにした。

【００３１】現像器４はマイナス極性の電荷を持つ１成
分現像剤を用いたジャンピング現像方式とし、前処理部
では現像バイアスを０Ｖ、画像露光部では、Ｖ_PPが１６
００ＶのＡＣに、−４００ＶのＤＣを重畳させて印加し
た。

【００３２】転写ローラ５にはＤＣ＋２．０ｋＶを印加
し、温度２３℃、湿度６０％の環境で通紙を行った。画
像をサンプリングした結果、ゴースト、白ポチの発生は
なかった。〈実施例２〉図３に、実施例２のシーケンスチャートを
示す。本実施例２ではゴースト、白ポチが発生しがちな
厳しい環境（低温低湿環境下）での画質を安定させるた
め、前処理時間Ａ、ページ間時間Ｂ、後処理時間Ｃ等の
画像露光を行う以外においても、できる限り多くの時間
レーザの露光を行うようにしている。

【００３３】低温低湿環境下では感光ドラム１の光に対
応する応答性が鈍くなり、明部電位が減衰しにくくな
る。

【００３４】また、感光ドラム１に画像露光を行うと、
ドラム面のうち前述の現像部位（現像されてトナーが付
着された部分）は転写時のプラスバイアスの影響を受け
にくい。逆に、前述の非現像部位（現像後トナーが付着
されない部位）は転写時のプラスバイアスの影響を受け
やすい。そして、Ａサイズ等の普通紙に印字する場合、
１枚のプリントであっても感光ドラム１は、数周回転す
るため、感光ドラム１の１周目の画像部位は、非画像部
位に比べて、次の感光ドラム１の２周目での暗部電位が
高くなってしまう。この状態で画像露光を行うと、感光
ドラム１の光に対する感度が鈍くなっていること、およ
び暗部電位が高くなっていることから、明部電位が減衰
しにくくなり、１周目の画像形成部位が、感光ドラム１
の２周目で薄くなるといったゴーストが発生しやすい。

【００３５】また、低温低湿環境下では帯電ローラ（１
次帯電器）２等の抵抗値が高くなり、定電圧制御を行っ
ている１次のＤＣ帯電に帯電ムラが発生してしまう。こ
れは、帯電ローラ２の抵抗値変動により、電流の流れや
すい部分、流れにくい部分の差が顕著に現われるためで
ある考えられる。このＤＣ帯電の帯電ムラにより、局所
的な過剰帯電が一層生じやすくなり、ハーフトーン等の
画像上に白ポチが発生しやすくなってしまう。

【００３６】そこで、本実施例２では低温低湿環境下で
のゴーストや白ポチの発生を抑えるため、前処理時間
Ａ、ページ間時間Ｂ、後処理時間Ｃにおいてレーザの露
光を行った。つまり、暗部電位を一様に低下させること
により明部電位が均され、ゴーストを抑えることができ
る。さらに、ＤＣ帯電の帯電ムラによる局所的な過剰帯
電に対しても、暗部電位を一様に均すため白ポチの発生
を抑えることができる。

【００３７】次に、本出願人の行った実験について述べ
る。

【００３８】ＯＰＣドラム（直径２５ｍｍ）を周速２５
ｍｍ／sec で回転させ、暗部電位−７００Ｖを得るよう
に１次帯電のバイアスを設定した。レーザー３（７８０
ｎｍ、定格５ｍＷ）を用い、前処理時間Ａを５sec 、ペ
ージ間時間Ｂを３．５sec 、後処理時間Ｃを５sec と
し、その間は１．５ｍＷの出力で発光させ、感光ドラム
１表面に２．７μＪ／cm² の露光量を与え、感光ドラム
１の表面電位が−１００Ｖとなるようにした。他の条件
は実施例１と同様にして、温度１５℃、湿度１０％の低
温低湿環境下で画像をサンプリングした結果、ゴース
ト、白ポチの発生はなかった。〈実施例３〉図４に実施例３のシーケンスチャートを示
す。本実施例３ではゴーストの発生を抑えつつ、局所的
な過剰帯電による白ポチを防ぐことより、さらに安定し
た画質を提供すべく、暗部電位を１次帯電と弱い露光
（図４のレーザー３の「Ｄ領域」）により設定するよう
制御している。この制御方法は、１次帯電により感光ド
ラム１の表面電位を−８００Ｖとし、そこにレーザー３
により露光を行い、バックグランド部電位を−６００Ｖ
に設定する。また、印字部電位もレーザー３の露光によ
り−１００Ｖとする。このような制御を行うことによ
り、画像露光中においても局所的な過剰帯電を防ぎ、白
ポチのない安定したＤＣ帯電を行うことができる。その
他の制御は実施例２と同様とし、画像をサンプリングし
た結果、ゴースト、白ポチの発生はなかった。

【００３９】次に、本出願人の行った実験を述べる。

【００４０】ＯＰＣドラム（直径２５ｍｍ）を周速２５
ｍｍ／sec で回転させ、露光前の感光ドラム１の表面電
位が−８００Ｖとなるように１次帯電のバイアスを設定
した。この状態でバックグランド部電位−６００Ｖを得
るために、レーザー３を０．５ｍＷの出力で発光させ
た。また、印字部電位を−１００Ｖとするため、レーザ
ー３を２．０ｍＷの出力で発光させるようにした。他の
条件は実施例２と同様にして温度１５℃、湿度１０％の
低温低湿環境下で画像をサンプリングした結果、ゴース
ト、白ポチの発生はなかった。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
露光手段を感光体表面の１周分以上点灯させることによ
り、感光体表面全体を露光することができ、この露光に
より、露光を受けない暗部電位を一様に低下させること
ができるとともに、露光を受ける明部電位を均すことが
できる。これにより、帯電ムラを防止し、帯電ムラに起
因するゴーストおよび白ポチの発生をなくして良質の画
像を形成することができる。

【００４２】さらに、感光体の前回転時に電流量と発光
量との相関関係の測定を行った場合の、後の画像上に現
れる光メモリの発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の画像形成装置の概略構成を示す図。

【図２】実施例１の画像形成装置の主要機器の動作を示
すシーケンスチャート。

【図３】実施例２の画像形成装置の主要機器の動作を示
すシーケンスチャート。

【図４】実施例３の画像形成装置の主要機器の動作を示
すシーケンスチャート。

【図５】従来の画像形成装置の概略構成を示す図。

【図６】従来の画像形成装置の主要機器の動作を示すシ
ーケンスチャート。

【符号の説明】

１感光体（感光ドラム）２帯電手段（帯電器、帯電ローラ）３露光手段（レーザー）４現像手段（現像器）５転写手段（転写帯電器、転写ローラ）６クリーナ７定着器８給搬送手段３２レーザー駆動回路５０制御手段（ＣＰＵ）Ａ前処理時間Ｂページ間時間Ｃ後処理時間

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面が無端移動する感光体と、該感光体
表面に接触配置した帯電部材に直流電圧を印加して前記
感光体表面を帯電させる帯電手段と、画像情報に基づい
て前記感光体表面を露光し静電潜像を形成する露光手段
と、前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成
する現像手段と、前記感光体上のトナー像を転写材上に
転写する転写手段とを備えた画像形成装置において、画像形成時以外の所定のタイミングで、前記露光手段を
前記感光体表面の１周分以上点灯させる制御手段を備
え、該制御手段は、前記露光手段の点灯によって露光された
前記感光体上の露光領域が、前記現像手段に対向する現
像位置を通過中は前記現像手段を非動作状態に制御す
る、ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記画像形成時以外の所定のタイミング
が、前記感光体に対する前記露光手段による画像情報の
書き込み開始前と、前記感光体に対する前記露光手段に
よる画像情報の書き込み終了後と、複数の転写材に画像
形成する場合の転写材間とのうちの少なくとも１つであ
る、ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】前記現像手段の非作動状態が、前記現像
手段の現像バイアスを非現像状態にすることである、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形
成装置。
【請求項４】前記現像手段の非作動状態が、前記現像
手段の現像部材前記現像位置から離間させることであ
る、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形
成装置。
【請求項５】前記制御手段は、前記露光手段を画像露
光時の印字部に対応する発光量とバックグランド部に対
応する発光量とを持つように制御する、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか記
載の画像形成装置。